亚马逊|嫦娥八号宣示载人登月雄心:3D打印月球建房,探月四期收官之作( 二 )



月壶尊
月壶尊月面基地设施形似鸡蛋蛋壳 , 直径约4米 , 内部中空 , 没有横梁等支撑结构 , 蛋体有3层结构 , 分别是外层、夹层、内层 , 夹层形似肋骨 , 起到结构加强作用 , 内部空间分为上下两层 , 分别设立生活区与工作区 , 此种结构的月球房屋有着很好的结构强度 , 也能兼顾隔热、防护等性能 。

月壶尊内部功能分区
施工方法糅合了“3D打印”与“烧结”两大技术 , 用太阳能或激光烧结月壤制备出带有榫卯结构的月壤砖进行砌筑 , 然后用3D打印月壤加强连接 。
3D打印月壤是连续成型工艺 , 存在结构开裂破损风险 , 烧结技术则存在月表大数值温差导致结构变形风险 , 二者结合 , 用烧结技术可以化解3D打印连续成型难题 , 而3D打印又可以化解烧结制备技术的结构变形问题 , 实现了两大制备技术的扬长避短 。
月壶尊基地实现了我国在利用月球原位资源进行施工建造从0到1的重大突破 , 但归根结底这仍然是实验室产品 , 还没有经历实际任务考验 , 嫦娥八号将在真实的月球环境中验证利用月壤进行3D打印的技术 。

多足机器人
“3D打印”与“烧结”两大技术装备均可融入一款形似蜘蛛的机器人身上 , 该机器人重约700公斤 , 分为机械臂与多足移动平台两部分 , 巧合的是此款多足机器人与嫦娥七号的飞跃探测器十分相似 , 后者可以基于多足差动实现月表自主移动 , 同时还具备反复起飞与着陆能力 , 不仅能自主爬行转移 , 还能飞 。

用于月球任务的多足机器人
多足机器人将是未来月球科研站的主要移动平台 , 因为它有着相较于轮式移动平台更为强大的越障能力 , 可用于巡视探测、货物转移、矿产开采等多用途任务 。
月球极区大规模立体探测的嫦娥七号表明了我们建造国际月球科研站的能力 , 而嫦娥八号将宣示我国载人月球探测的决心与能力 , 因为只有“有人探测”才需要用到月壤3D打印技术 , 而这项技术的验证是嫦娥八号的核心任务 。
除此之外 , 嫦娥八号还将验证一项关键技术 , 那就是大载重月面着陆能力 。

嫦娥八号效果图
嫦娥五号、嫦娥六号、嫦娥七号皆为8吨级月球探测器 , 在无人探月领域它们都是规模最大的探测器 , 但是探测器着陆月球的重量则都在1至2吨之间 , 着陆器皆基于嫦娥三号着陆器研制 。
嫦娥八号就不同了 , 其总体规模也将是8吨左右 , 但着陆月球表面的装备规模将远超上述任务 , 首先月面移动平台规模将远超玉兔二号月球车 , 这是肯定的 。 再就是着陆器也将远大于嫦娥四号 , 二者相加的规模预计将达到3至4吨 , 这意味着我们需要研制全新的着陆器平台 。

嫦娥八号仍将使用长征五号火箭发射
唯有月面到达能力逐步增强 , 才能满足日后的各项探测任务需求 。
嫦娥八号虽为无人探测器 , 但却在为航天员长期驻留月球探路 , 这是我国载人月球探测与阿波罗载人登月相比的本质不同 。

目前已经确定的载人环月登月方案
就在探月四期任务进行之际 , 载人登月相关任务的推进也在持续加速 , 新一代载人运载火箭要不了多久时间就将迎来关键的分级试飞验证 , 服务载人登月任务的新一代载人飞船将于2026年前后具备载人飞行能力 , 按照计划我们将于2030年前后进行基于环月轨道对接的载人登月飞行验证任务 , 实现载人登月从零到一的历史性突破 。